Τι λένε τα χαρακτηριστικά των καμερών smartphone και μπορείτε να τις εμπιστευτείτε;

2024 Συγγραφέας: Malcolm Clapton | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 03:52

Το Lifehacker λέει πώς να υπολογίσετε δεκάδες megapixel και διαφορετικές εστιακές αποστάσεις.

Στην αυγή της ανάπτυξης των smartphone, ξεχώρισε μια ξεχωριστή κατηγορία - το τηλέφωνο με κάμερα: σε αυτά τα gadget δόθηκε η μέγιστη προσοχή στην κάμερα. Τώρα κάθε ναυαρχίδα σχεδόν κάθε μάρκας προσπαθεί να τραβήξει την προσοχή με την πιο περίπλοκη και ενδιαφέρουσα εφαρμογή κάμερας. Τα χαρακτηριστικά των συσκευών καλύπτονται από δυνατά λόγια, τολμηρά συνθήματα, τεράστιους αριθμούς και τα δικά τους ονόματα τεχνολογιών. Είναι όμως δυνατόν να αφαιρέσουμε κάτι χρήσιμο από αυτά και να καταλάβουμε αν αυτή η κάμερα είναι ικανή να παράγει μια αξιοπρεπή εικόνα; Ας το καταλάβουμε τώρα.

Βασικά χαρακτηριστικά των καμερών smartphone

Τα χαρακτηριστικά μιας κάμερας smartphone είναι ουσιαστικά τα ίδια με αυτά οποιασδήποτε ψηφιακής κάμερας. Αλλά πρέπει να καταλάβετε σε τι ευθύνεται αυτή ή εκείνη η παράμετρος.

Megapixel

Οι κατασκευαστές δίνουν τη μεγαλύτερη προσοχή σε αυτές στις διαφημιστικές καμπάνιες. Το pixel είναι ένα φωτοευαίσθητο στοιχείο σε έναν αισθητήρα κάμερας ή σε μια φωτοδίοδο. Αποτελείται από τέσσερα υποπίξελ, καθένα από τα οποία, λόγω των φίλτρων φωτός, επιτρέπει μόνο στο φως της δικής του σκιάς να περάσει. Τις περισσότερες φορές αυτά είναι κόκκινο, μπλε και πράσινο. Από τον συνδυασμό αυτών των χρωμάτων προκύπτει ένα σημείο της απαιτούμενης απόχρωσης και της επιθυμητής φωτεινότητας.

Ορισμένοι κατασκευαστές απομακρύνονται από το πιο δημοφιλές σχέδιο και προσθέτουν λευκό ή κίτρινο χρώμα στα φίλτρα κόκκινου, μπλε και πράσινου χρώματος. Σε αυτή την περίπτωση, η φωτοδίοδος συλλαμβάνει περισσότερο φως και οι εικόνες είναι πιο φωτεινές.

Τα Megapixel δείχνουν τι ανάλυση μπορεί να τραβήξει η κάμερα, δηλαδή από πόσα εκατομμύρια pixel θα αποτελείται η τελική εικόνα.

Σήμερα, πολλοί κατασκευαστές παρουσιάζουν smartphone με κάμερες 48, 64 ή 108 megapixel που λειτουργούν σε λειτουργία συγχώνευσης κουκκίδων. Σε τέτοιους αισθητήρες, τα pixel δεν αποτελούνται από τέσσερα, αλλά από 16 υποπίξελ, συνδυασμένα με τέσσερα. Ενώ σε έναν κλασικό αισθητήρα, για παράδειγμα, ένα pixel αποτελείται από ένα μπλε, δύο πράσινα και ένα κόκκινο υποπίξελ, στις κάμερες υψηλής ανάλυσης αποτελείται από τέσσερα μπλε, οκτώ πράσινα και τέσσερα κόκκινα υποπίξελ.

Αυξάνοντας τον αριθμό των pixel, αυξάνεται η ευαισθησία στο φως και αυξάνεται το δυναμικό εύρος της εικόνας - η διαφορά μεταξύ των πιο σκοτεινών και φωτεινότερων περιοχών της φωτογραφίας. Ταυτόχρονα όμως, οι κάμερες 48 megapixel, λόγω ενός τέτοιου συνδυασμού, στην πραγματικότητα δημιουργούν εικόνες με ανάλυση 12 megapixel. Και δεν υπάρχει τίποτα λάθος εδώ: αυτό συμβαίνει όταν η ποσότητα μετατρέπεται σε ποιότητα και οι εικόνες με ανάλυση 4000 × 3000 (αυτά τα ίδια 12 megapixel) είναι αρκετά για δημοσίευση στα κοινωνικά δίκτυα.

Μέγεθος αισθητήρα

Αυτό είναι ίσως το πιο σημαντικό στοιχείο μιας κάμερας smartphone. Το μέγεθος του αισθητήρα υποδεικνύει την περιοχή στην οποία βρίσκονται οι φωτοευαίσθητες δίοδοι. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αισθητήρας, τόσο μεγαλύτερα μπορούν να είναι τα ίδια τα εικονοστοιχεία και όσο μεγαλύτερο είναι το pixel, τόσο καλύτερα λαμβάνει φως. Τα τυπικά μεγέθη εικονοστοιχείων στους σύγχρονους αισθητήρες κάμερας κινητής τηλεφωνίας είναι από 0,8 έως 2,4 μικρά, ωστόσο, το τελευταίο επιτυγχάνεται με ακρίβεια με το συνδυασμό υποπίξελ, για τα οποία μιλήσαμε στην προηγούμενη παράγραφο.

Όσο περισσότερο φως μπορεί να συλλάβει ο αισθητήρας, τόσο καλύτερες θα είναι οι εικόνες που τραβήχτηκαν από την κάμερα. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν φωτογραφίζετε σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού. Και σε μια τέτοια κατάσταση, μπορεί να αποδειχθεί ότι ένας αισθητήρας με μικρότερο αριθμό μεγαλύτερων pixel θα παράγει καλύτερη εικόνα από έναν αισθητήρα με μεγαλύτερο αριθμό μικρότερων pixel, επειδή κάθε φωτοδίοδος έχει πιάσει περισσότερο φως και, κατά συνέπεια, περισσότερες πληροφορίες.

Δηλαδή, μια κάμερα με λιγότερα pixel στις προδιαγραφές της μπορεί να ξεπεράσει μια κάμερα με τεράστιο αριθμό pixel λόγω του ότι τα ίδια τα pixel είναι μεγαλύτερα.

Στα σύγχρονα smartphone, οι διαστάσεις των αισθητήρων υποδεικνύονται σε κλασματικά μέρη της ίντσας. Ο μεγαλύτερος αισθητήρας - ο Samsung ISOCELL GN2 των 50 megapixel - είναι εγκατεστημένος στο Xiaomi Mi 11 Ultra: η διαγώνιος του είναι 1/1, 12 ίντσες.

Φακοί

Οι φακοί που χρησιμοποιούνται έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην ποιότητα της εικόνας. Αποτελούνται από φακούς - διαφανείς πλάκες με ορισμένες οπτικές ιδιότητες. Η κύρια λειτουργία ενός φακού είναι να παραμορφώνει σωστά την προσπίπτουσα δέσμη φωτός. Ο τύπος της παραμόρφωσης εξαρτάται από το σχήμα της πλάκας.

Οι φακοί αποτελούνται συνήθως από πολλαπλούς φακούς, καθώς ένας δεν είναι αρκετός. Καμπύλοι και κοίλοι φακοί διαφορετικής πυκνότητας εναλλάσσονται μεταξύ τους. Η σωστή επιλογή και τοποθέτηση στο φακό θα επηρεάσει την ευκρίνεια και την αντίθεση της εικόνας. Με τους κυρτούς φακούς, μπορεί να εμφανιστεί οπτική παραμόρφωση. Σε ορισμένους φακούς, όπως οι ευρυγώνιοι φακοί, η παραμόρφωση, αντίθετα, έχει γίνει στιλιστικό χαρακτηριστικό. Είναι αλήθεια ότι ορισμένες συσκευές τις διορθώνουν μέσω προγραμματισμού στο στάδιο της μετα-επεξεργασίας.

Στα σύγχρονα smartphone, οι μονάδες κάμερας αποτελούνται από πολλούς φακούς, καθένας από τους οποίους έχει τον δικό του αισθητήρα, κατάλληλο για μια συγκεκριμένη εργασία. Τις περισσότερες φορές πρόκειται για τυπικούς, ευρυγώνιους και μακρο φακούς. Ταυτόχρονα, δεν μπορεί να ειπωθεί ότι τα smartphone με πολλούς φακούς προφανώς φωτογραφίζουν καλύτερα από ό,τι με έναν: εξαρτάται από την εφαρμογή μιας συγκεκριμένης συσκευής. Μπορεί να συμβεί ότι μεταξύ των πολλών καμερών σε μία μονάδα, καμία δεν θα δώσει ένα αποδεκτό αποτέλεσμα και η ποσότητα δεν θα μετατραπεί σε ποιότητα.

Εστιακή απόσταση και διάφραγμα

Όσο μικρότερη είναι η εστιακή απόσταση, τόσο μεγαλύτερη είναι η γωνία θέασης του φακού και αντίστροφα - οι φακοί με υψηλή εστιακή απόσταση φωτογραφίζουν μακριά, αλλά ταυτόχρονα με μικρή γωνία θέασης.

Το διάφραγμα δείχνει πόσο φως χτυπά τον αισθητήρα της κάμερας μέσω του φακού. Τα περισσότερα smartphone έχουν σταθερό διάφραγμα, το οποίο είναι ο λόγος της εστιακής απόστασης προς το μέγεθος της εισόδου της κάμερας.

Όσο περισσότερο φως χτυπά τον αισθητήρα και όσο μεγαλύτερη είναι η είσοδος της κάμερας, τόσο μικρότερο είναι το βάθος πεδίου, δηλαδή μόνο το θέμα θα είναι στο επίκεντρο και το φόντο πίσω από αυτό θα είναι θολό.

Για να αυξήσετε το βάθος πεδίου, πρέπει να μειώσετε την είσοδο, ωστόσο, αυτό θα μειώσει επίσης τη φωτεινότητα. Στα smartphone, αυτό επιτυγχάνεται τις περισσότερες φορές μέσω προγραμματισμού. Ωστόσο, οι σύγχρονες συσκευές χρησιμοποιούν μονάδες με πολλούς φακούς - με φακούς διαφορετικών μεγεθών, διαφορετικών εστιακών αποστάσεων και διαφραγμάτων. Έτσι, αντί να βασίζεστε στην επεξεργασία λογισμικού, μπορείτε να κάνετε εναλλαγή μεταξύ φακών.

Τα smartphone σήμερα είναι εξοπλισμένα με προηγμένα συστήματα αυτόματης εστίασης. Για παράδειγμα, στην τεχνολογία PDAF, ορισμένα από τα σημεία στον αισθητήρα της κάμερας χρησιμοποιούνται ως εστιακά σημεία. Δύο γειτονικά εικονοστοιχεία βρίσκονται έτσι ώστε το ένα από αυτά να αντιλαμβάνεται τη ροή φωτός που έρχεται από πάνω και το άλλο από κάτω, και το σύστημα προσαρμόζει την εστίαση εάν πέφτουν διαφορετικές ποσότητες φωτός στα εικονοστοιχεία.

Υπάρχει επίσης αυτόματη εστίαση με λέιζερ και αντίθεση. Ορισμένες εταιρείες χρησιμοποιούν τεχνολογίες σε κάμερες που σας επιτρέπουν να εστιάσετε σε συγκεκριμένα αντικείμενα στο κάδρο, για παράδειγμα, να αναγνωρίζετε πρόσωπα και να τα κάνετε πιο καθαρά.

Ανίπταμαι διαγωνίως

Το ζουμ δείχνει πόσο κοντά μπορεί να είναι η εικόνα. Υπάρχουν δύο επιλογές ζουμ: ψηφιακό και οπτικό. Η ψηφιακή απλώς μεγεθύνει και περικόπτει την εικόνα πλήρους μεγέθους. Ο οπτικός φακός χρησιμοποιεί ειδικούς φακούς για μεγέθυνση, οι οποίοι, λόγω του σωστού συστήματος φακών, μπορούν να φαίνονται μακριά.

Με την ανάπτυξη των καμερών στα smartphone, όλο και περισσότερες μονάδες με οπτικό ζουμ έχουν αρχίσει να εμφανίζονται - συνήθως 2X ή 3X. Ωστόσο, υπάρχουν και επιλογές που οι κατασκευαστές ονομάζουν περισκόπια. Τέτοιοι φακοί χρησιμοποιούν ένα σύστημα φακών και καθρεφτών που βρίσκονται στο πλάι στο σώμα του smartphone και χάρη σε αυτούς, μπορείτε να έχετε, για παράδειγμα, πενταπλάσιο ζουμ. Το πόσο κοντά μπορείτε να φτάσετε σε μια εικόνα εξαρτάται από την εστιακή απόσταση.

Το μέγιστο οπτικό ζουμ που προσφέρουν σήμερα τα smartphone είναι 10x. Βρίσκεται στο Huawei P40 Pro + (σε αυτό χρησιμοποιείται το ίδιο "περισκόπιο") και σε μεμονωμένους φακούς του Samsung Galaxy S21 Ultra. Για εκείνες τις περιπτώσεις που δεν χρειάζεται τόσο δυνατό ζουμ, αυτά τα smartphone διαθέτουν επίσης φακούς με μικρότερη μεγέθυνση - τρεις φορές.

Βοηθητικούς αισθητήρες

Αισθητήρες φωτός, αισθητήρες βάθους, αποστασιομετρητές, lidars - όλα αυτά τα συστήματα βοηθούν το smartphone να καταλάβει πού βρίσκονται τα αντικείμενα που φωτογραφίζονται, πώς φωτίζονται, αν κινούνται ή όχι. Το smartphone χρησιμοποιεί τα δεδομένα που λαμβάνονται τόσο στο σκόπευτρο όσο και στη διαδικασία μετά την επεξεργασία, ολοκληρώνοντας και επεξεργάζοντας την εικόνα.

Η ανάλυση των αισθητήρων απέχει πολύ από την πιο σημαντική παράμετρο: ένας πολύ μικρός αριθμός pixel είναι αρκετός για να εκτελούν καλά τις λειτουργίες τους. Επομένως, δεν πρέπει να εκπλαγείτε αν δείτε, για παράδειγμα, έναν αισθητήρα βάθους με ανάλυση 2 megapixel: υπάρχουν αρκετά από αυτά για τη λειτουργία του.

Ανάλυση βίντεο και ρυθμός καρέ

Η ανάλυση βίντεο υποδεικνύει πόσα pixel θα περιέχονται σε ένα καρέ. Και ο ρυθμός καρέ είναι πόσα τέτοια καρέ ανά δευτερόλεπτο θα ληφθούν.

Καθώς τα pixel μεγαλώνουν, η λεπτομέρεια και η καθαρότητα της εικόνας βελτιώνονται. Καθώς αυξάνεται ο ρυθμός καρέ, το φαινόμενο θαμπώματος μειώνεται, το βίντεο φαίνεται πιο ευκρινές και γίνεται καλύτερα αντιληπτό από το ανθρώπινο μάτι. Επιπλέον, το βίντεο που λαμβάνεται με υψηλούς ρυθμούς καρέ μπορεί στη συνέχεια να επιβραδυνθεί στα γνωστά 24 fps για ένα ενδιαφέρον εφέ αργής κίνησης.

HDR

Το HDR σημαίνει Υψηλό Δυναμικό Εύρος, το οποίο είναι μια μεγάλη διαφορά μεταξύ των πιο σκοτεινών και των ελαφρύτερων τμημάτων μιας εικόνας. Η κάμερα σε λειτουργία HDR τραβάει αρκετές φωτογραφίες (στην περίπτωση λήψης βίντεο - καρέ) με διαφορετικές εκθέσεις και στη συνέχεια τις συνδυάζει, εξισορροπώντας φωτεινές και σκοτεινές περιοχές. Λόγω αυτού, είναι δυνατό να επιτευχθεί υψηλότερη αντίθεση και λεπτομέρεια εικόνας.

Μαγεία μετά την επεξεργασία

Τα στεγνά χαρακτηριστικά των καμερών smartphone είναι, φυσικά, μπερδεμένα και τρομακτικά. Και το κύριο πρόβλημα είναι ότι δεν είναι ρεαλιστικό να καταλάβουμε μόνο από αυτούς τους αριθμούς πώς θα τραβάει η κάμερα του smartphone.

Εκτός από το σύστημα φακών και αισθητήρων γύρω από την κάμερα, υπάρχει επίσης μια πλεξούδα από τον επεξεργαστή εικόνας και το λογισμικό μετα-επεξεργασίας - αλγόριθμοι που αναλύουν τα δεδομένα που λαμβάνονται και χρησιμοποιούν διάφορους ιδιόκτητους ενισχυτές. Ως αποτέλεσμα, οι εταιρείες που χρησιμοποιούν τους ίδιους αισθητήρες μπορεί να καταλήξουν με εντελώς διαφορετικές εικόνες λόγω διαφορετικών συστημάτων μετα-επεξεργασίας.

Κάθε κατασκευαστής έχει τη δική του προσέγγιση για την απόδοση χρωμάτων και την ανάλυση των ορίων των αντικειμένων. Κάθε εταιρεία χρησιμοποιεί μια ποικιλία από κόλπα και τεχνολογίες προκειμένου να καταλήξει σε μια εικόνα που ταιριάζει με την αίσθηση ομορφιάς της. Ορισμένες επωνυμίες χρησιμοποιούν μηχανική εκμάθηση για να αναγνωρίζουν σωστά τα αντικείμενα στο πλαίσιο και την ιδανική εμφάνιση, και αυτό είναι επίσης μέρος της επεξεργασίας.

Ας πάρουμε ένα απλό παράδειγμα μεταξύ αρκετά δημοφιλών smartphone. Στο Realme 7 Pro και στο Samsung Galaxy M51, οι κύριες κάμερες είναι χτισμένες στους ίδιους αισθητήρες - Sony IMX682. Είναι ένας αισθητήρας 64 megapixel που τροφοδοτείται από σύστημα συγκέντρωσης υπο-εικονοστοιχείων Quad Bayer και παράγει εικόνες με ανάλυση 16 megapixel (αλλά και ικανή να λειτουργεί σε λειτουργία πλήρους μεγέθους). Παρά το γεγονός ότι έχουν τους ίδιους αισθητήρες, οι ίδιες οι εικόνες είναι εντελώς διαφορετικές.

Η χρωματική απόδοση της Samsung στο φως της ημέρας είναι πιο ζουμερή και ζωντανή, αν και χωρίς να είναι υπερκορεσμένη. Οι φωτογραφίες από το Realme 7 Pro έλαβαν μια ελαφρώς πιο απαλή και πιο ρεαλιστική γκάμα, αλλά μερικές φορές τα όρια των μικρών λεπτομερειών χάνονται σε αυτές, για παράδειγμα, μεμονωμένες λεπίδες γρασιδιού, τραβηγμένες σχετικά μακριά. Στη Samsung, το σύστημα μετα-επεξεργασίας και μείωσης θορύβου ορίζει τα όρια με μεγαλύτερη σαφήνεια, κάτι που, ωστόσο, μερικές φορές δημιουργεί μια αίσθηση τεχνητότητας. Η σύγχυση των φωτογραφιών που τραβήχτηκαν με αυτά τα τηλέφωνα δεν θα λειτουργήσει, παρά τους ίδιους αισθητήρες.

Το πώς λειτουργεί η μετεπεξεργασία εικόνων σε ένα συγκεκριμένο τηλέφωνο δεν μπορεί να γίνει κατανοητό από τα χαρακτηριστικά. Μόνο οι επαγγελματικές κριτικές με δοκιμαστικές φωτογραφίες που λαμβάνονται σε διάφορες λειτουργίες θα βοηθήσουν εδώ.

Καμία πίστη στα megapixel

Οι προδιαγραφές δεν εγγυώνται την ποιότητα της εικόνας. Δεν μπορεί να υποστηριχθεί ότι μια κάμερα 108 megapixel θα τραβήξει καλύτερα από μια κάμερα 64 megapixel, γιατί εκτός από τα megapixel, άλλες παράμετροι της κάμερας επηρεάζουν επίσης το αποτέλεσμα.

Το πρώτο βήμα είναι να δώσετε προσοχή στο μέγεθος του αισθητήρα: όσο μεγαλύτερος είναι, τόσο περισσότερο φως λαμβάνει και η ποιότητα της εικόνας εξαρτάται άμεσα από την ποσότητα φωτός. Το επόμενο σε σημασία είναι το τμήμα υλικού του συστήματος μετα-επεξεργασίας εικόνας και μετά το λογισμικό. Το πώς λειτουργούν μπορεί να γίνει κατανοητό μόνο βλέποντας τις φωτογραφίες που τραβήχτηκαν από ένα τηλέφωνο με αυτό το σύστημα.

Η μόνη επιλογή είναι να εμπιστευτείτε τις κριτικές στις οποίες δημοσιεύονται δοκιμαστικές φωτογραφίες σε διαφορετικές συνθήκες λήψης: υπό διαφορετικές συνθήκες φωτισμού, σε κίνηση, σε διαφορετικές αποστάσεις κ.λπ. Και μην ξεχνάτε ότι τα κύρια εργαλεία του φωτογράφου και του χειριστή είναι τα ίσια χέρια και η ικανότητα να απαθανατίζουν τη στιγμή. Και τα υπόλοιπα είναι δευτερεύοντα.